Исследование границы раздела и приповерхностных слоев полупроводника в системах электролит-полупроводник с помощью емкостных методов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Рудинский, Михаил Эдуардович

• Рудинский, Михаил Эдуардович
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рудинский, Михаил Эдуардович

Содержание

Введение

Глава 1. Компьютерное моделирование CV-характеристики контакта электролит-полупроводник с учетом квантово-механических эффектов и существования состояний на границе раздела

1.1. Обзор литературы

1.1.1. Дифференциальная емкость контакта полупроводник-электролит

1.1.2. Применение компьютерного моделирования для анализа емкостных измерений полупроводниковых гетероструктур с квантово-размерными слоями

1.1.3. Постановка задачи

1.2. Моделирование CV-характеристик контактов электролит-полупроводник, МДП-структур и диодов Шоттки

1.2 Л. Использование самосогласованного решения уравнений Пуассона и Шредингера для расчета CV-характеристик

1.2.2. Численное решение самосогласованной системы уравнений Пуассона и Шредингера

1.2.3. Программа CV Simulator

1.2.4. Аналитический расчет классической CV-характеристики диода Шоттки на вырожденном полупроводнике п-типа

1.3. Основные результаты и выводы

Глава 2. Вольт-емкостная характеристика контакта электролит - вырожденный n-lnN

2.1. Введение

2.1.1. Поверхностная аккумуляция электронов в эпитаксиальных слоях n-InN

2.1.2. Постановка задачи

2.2. Расчет CV-характеристик контакта вырожденный полупроводник-электролит с учетом квантовых эффектов в области аккумуляции

2.3. Вольт-емкостные характеристики системы электролит - n-InN и электронные состояния на границе раздела

2.4. Основные результаты и выводы

Глава 3. Исследование электронных свойств анодного окисла и его влияния на приповерхностные слои полупроводника в системе электролит - n-InN

3.1 Введение

3.1.1. Обзор литературы

3.1.2. Постановка задачи

3.2. Электростатический потенциал поверхности эпитаксиальных слоев n-InN и его изменение при анодном окислении

3.3. Влияние толщины анодного окисла на электронные свойства поверхности n-InN

3.4. Основные результаты и выводы

Глава 4. Исследование электронных свойств контакта электролит - n-GaN и - n-InGaN

4.1. Введение

4.1.1. Обзор литературы

4.1.2. Постановка задачи

4.2. Электронные состояния на границе раздела электролит - n-GaN и - n-InGaN

4.3. Основные результаты и выводы

Глава 5. Электрохимическое вольт-емкостное профилирование концентрации свободных носителей заряда в НЕМТ- гетероструктурах на основе соединений InGaAs/AlGaAs/GaAs

5.1. Введение

5.1.1. Краткий обзор литературы

5.1.2. Постановка задачи

5.2. Эксперимент

5.3. Анализ данных эксперимента

5.4. Основные результаты и выводы

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование границы раздела и приповерхностных слоев полупроводника в системах электролит-полупроводник с помощью емкостных методов»

Введение

Наука о контакте поверхности полупроводника с электролитом образовалась в результате объединения знаний о выпрямляющем контакте полупроводника с металлом и о существовании двойного электрического слоя в электролите, контактирующем с металлическим электродом. Первые исследования выпрямляющих свойств контакта металл-полупроводник обычно приписывают Ф. Брауну (F. Braun), обнаружившему в 1874 г. зависимость полного сопротивления контактов от полярности приложенного напряжения и особенностей их изготовления [1]. Практическое использование выпрямляющих свойств точечного контакта началось с 1904 г. [2]. В 1931 г. А. Вильсон (А. Wilson) построил теорию переноса заряда в полупроводниках, основанную на зонной теории твердых тел [3]. Впоследствии эта теория была применена к контактам металл-полупроводник. В 1938 г. В. Шоттки (W. Schottky) высказал предположение, что потенциальный барьер создается неподвижным пространственным зарядом в полупроводнике, а не за счет возникновения между металлом и полупроводником промежуточного химического слоя [4]. Такой барьер называют барьером Шоттки [5].

Первая модель области электролита вблизи его контакта с поверхностью металла была предложена Г. Гельмгольцем (Н. Helmholtz) в 1853 году [6]. Немецкий физик предположил, что на поверхности металла существует монослой адсорбированных ионов, который можно математически описать как обыкновенный конденсатор. Впоследствии этот слой был назван именем своего первооткрывателя. В начале XX века Л.Г. Гуи (L.G. Gouy) [7,8] и Д. Чэпмен (D. Chapman) [9] разработали диффузионную модель, в которой электрический потенциал экспоненциально падал по мере удаления от поверхности электрода. Однако

в ходе дальнейших исследований выяснилось, что модель Гуи-Чэпмена не описывает случай сильно заряженного слоя на границе раздела электрод-электролит. Для решения этой проблемы в 1924 г. О. Стерн (О. Stern) [10] предложил объединить модели Гельмгольца и Гуи-Чэпмена, в результате чего появилась модель, которая предполагает наличие двух слоев -адсорбированных на поверхности электрода ионов (слой Гельмгольца) и диффузного слоя (слой Гуи). Данная модель применяется и в настоящее время.

Использование емкостных измерений контакта электролит-полупроводник для экспериментальных исследований электрических свойств полупроводников началось в 70-х годах прошлого века. В то время для определения профиля распределения свободных носителей заряда по толщине образца использовался метод вольт-емкостного (capacitance-voltage, CV) профилирования, предполагающий определение искомой концентрации у внутренней границы слоя объемного заряда посредством обработки зависимости барьерной дифференциальной емкости от приложенного напряжения смещения [11]. В качестве энергетического барьера обычно использовались р-n переход, контакт металл-полупроводник (барьер Шоттки) или структура металл-диэлектрик-полупроводник (МДП-структура). Однако данная методика имела существенный недостаток: небольшая (особенно для сильнолегированных образцов) максимальная глубина профилирования (Dmax), ограниченная наступлением электрического пробоя. Например, для

17 3

арсенида галлия, легированного до уровня 10 см" , Dmax составляет ~ 0.3 мкм [5]. В связи с этим, для получения необходимого профиля в ряде случаев приходилось измерять вольт-фарадную характеристику, затем удалять уже изученные слои образца, заново напылять барьерный контакт (были также случаи применения временного ртутного контакта в качестве барьера [12]) и опять проводить CV-измерения [13]. Описанная процедура повторялась до тех пор, пока не был получен профиль требуемой глубины.

Однако, в 1972 году Т. Эмбридж (Т. Ambridge), К. Р. Эллиотт (С. R. Elliott) и М. М. Фэктор (М. М. Faktor) предложили новый метод характеризации n-GaAs [13], который позволил получать профили распределения свободных носителей заряда практически любой глубины. По сути, новая технология представляла собой комбинацию метода вольт-емкостного профилирования и электрохимического травления поверхности полупроводника. Как известно, контакт электролит-полупроводник, с точки зрения электрических свойств, представляет собой последовательное соединение емкостей слоев Гуи и Гельмгольца электролита, а также области пространственного заряда (ОПЗ) полупроводника [14]. При этом емкость всей системы в большинстве случаев определяется емкостью полупроводника, вследствие чего контакт полупроводник-электролит может быть использован в качестве барьера для вольт-емкостного профилирования [14,15]. Помимо этого, при определенных условиях, на границе раздела электролит-полупроводник может происходить электрохимическое травление полупроводникового материала. Таким образом, чередуя вольт-емкостное профилирование с травлением образца, можно получить профиль распределения свободных носителей заряда практически любой глубины [12,13,16-18]. Предложенный Т. Эмбриджем и др. метод получил название Электрохимического вольт-емкостного профилирования (Electrochemical capacitance-voltage profiling, ECV profiling) и до сих пор широко применяется для исследования электрических свойств полупроводниковых структур на основе GaAs [19-22], InP [23,24], GaN [25,26], InN [27-29] и др.. Основным преимуществом этого метода является то, что электролит используется, как для создания энергетического барьера при CV-профилировании, так и для стравливания поверхностных слоев образца. Оба процесса осуществляются в одной и той же электрохимической ячейке, могут контролироваться электроникой и поэтому не требуют вмешательства человека [12].

К достоинствам электролита, как инструмента для исследования полупроводниковых структур, также можно отнести то, что он прозрачен для электромагнитных колебаний с длиной волны меньше 1.2 мкм [12]. В связи с этим, если в ЕСУ-профилометр добавить источник монохроматического света с регулируемой длиной волны [12], то, помимо получения профиля концентрации свободных носителей заряда, можно также измерять величину запрещенной зоны, а значит и оценивать химический состав твердого раствора, из которого состоит слой изучаемой гетероструктуры, в данный момент времени контактирующий с электролитом. Оценка ширины запрещенной зоны может быть получена в таком эксперименте при анализе зависимости фототока от длины волны падающего на образец света [12]. В дополнение ко всему, с помощью такой установки может быть определен тип проводимости (электронная или дырочная) каждого слоя гетероструктуры [12].

Помимо основного применения, которым является ЕСУ-профилирование, существует еще несколько областей, в которых, так или иначе, используется контакт полупроводника с электролитом. Как известно, на интерфейсе электролит-полупроводник существует встроенный потенциал (в электрохимии - гальвани-потенциал) [14], который можно определить из экспериментальной СУ-характеристики [12,30] или, просто измерив напряжение разорванной цепи электролитической ячейки [31]. Оказывается, что, например, для нитрида галлия этот потенциал зависит от кислотности электролита [30,32], а для нитрида индия - от концентрации анионов в растворе [31,33,34]. Этот эффект нашел применение, например, при разработке измерителей концентрации анионов. Исследования показывают, что сенсоры на базе ШЧ имеют малое время отклика, высокую стабильность и воспроизводимость результатов измерения [31,33,34].

В связи с тем, что контакт электролит-полупроводник чаще всего служит инструментом для характеризации полупроводниковых материалов и

гетероструктур посредством ЕСУ-профилирования, т.е. сам по себе не является объектом исследования, исследователи по умолчанию используют подходы, основанные на классическом уравнении Пуассона [35-40], забывая, что полученные ими экспериментальные характеристики являются эффективными [41-44] и для восстановления реального профиля распределения заряда зачастую требуется компьютерное моделирование с учетом квантовой механики и комплексная диагностика образцов с помощью других, взаимодополняющих экспериментальных методов. И даже в том случае, когда объектом исследования является достаточно толстый однородный эпитаксиальный слой полупроводника, в нем могут наблюдаться квантовые эффекты [45], существенно влияющие На вольт-емкостную характеристику [46].

Помимо квантовых эффектов, к значительному искажению результатов СУ-профилирования может приводить присутствие электронных состояний, расположенных на поверхности полупроводника, в оксидном слое, или в слое Гельмгольца, а также химические процессы, происходящие на границе раздела электролит-полупроводник (например, изменение толщины окисного слоя может понижать или повышать емкость системы). Не стоит забывать, что наличие и энергетический спектр электронных состояний, а также виды химических процессов могут варьироваться при смене одного электролита на другой.

Приведенные выше соображения явно показывают, что каждое новое исследование, связанное с вольт-емкостными измерениями контакта электролит-полупроводник требует внимательного рассмотрения всех возможных факторов, которые могут повлиять на результаты эксперимента. В противном случае, полученные профили распределения свободных носителей заряда, или другие характеристики образцов могут содержать ошибки и значительно отличаться от реальных. В связи с этим, первой задачей, поставленной в рамках представляемой работы, была разработка

программного обеспечения (ПО), необходимого для анализа влияния вышеперечисленных эффектов на емкостные характеристики полупроводниковых структур. В результате работы ПО, пользователь должен был, в частности, получать рассчитанные распределение заряда при заданном напряжении смещения и вольт-емкостную характеристику исследуемой полупроводниковой гетероструктуры. Созданное ПО стало эффективным инструментом, который активно использовался в процессе исследований, результаты которых составляют данную диссертацию.

К началу данной работы анализ наличия описанных выше эффектов, в частности для эпитаксиальных слоев вырожденного п-1п1Ч, которые, как известно [45], содержат приповерхностный квантово-размерный слой, аккумулирующий электроны, в доступной научной литературе представлен не был. Однако исследования этого перспективного и мало изученного материала с помощью вольт-емкостных измерений барьера электролит - п-ШМ уже проводились [28,47,48]. Поэтому следующей целью настоящей работы стало экспериментальное и теоретическое исследование особенностей вольт-емкостных характеристик контакта электролит -вырожденный п-1п!Ч. Оно включало в себя изучение влияния электронных состояний на границе раздела, размерного квантования в приповерхностном аккумулирующем слое, а также изменения толщины окисного слоя на поверхности полупроводника. В дополнение к этому с помощью сканирующей Кельвин-зонд-микроскопии (СКЗМ или КРМ), которая также является емкостным методом, было проведено исследование распределения локального потенциала поверхности исходного и подвергнутого анодному оксидированию образца п-1пЫ.

После исследования эпитаксиальных слоев нитрида индия, в качестве объекта для изучения, были выбраны эпитаксиальные слои нитрида галлия. В этом случае была поставлена задача исследования имеющихся образцов с целью обнаружения и количественного описания электронных состояний на

границе раздела электролит - n-GaN и электролит - n-InxGai.xN, а также выяснения природы их возможного появления. Это направление исследования было инициировано тем, что гетероструктуры на основе нитрида галлия в настоящее время представляют большой интерес, так как активно используется для создания светодиодов (см., например, [49-52]), полупроводниковых лазеров (см., например, [53-55]), сверхвысокочастотных транзисторов (см., например, [56-60]) и разнообразных сенсоров (см., например, [61-65]). В технологическом процессе и при характеризации готовых структур на базе GaN зачастую используется электролит [25,26,47,66,67]. Однако исследований электрических свойств контакта п-GaN и n-InxGai_xN с водным раствором NaOH, который часто применяется в этой области, так как позволяет осуществлять электролитическое травление [68] и ECV-профилирование Ш-нитридов [47], к началу настоящей работы проведено не было. Поэтому выяснение условий корректного применения указанного электролита при ECV-профилировании было актуальным.

Заключительной задачей, решенной в процессе подготовки данной диссертации, было комплексное исследование электронного устройства гетероструктуры, содержащей квантово-размерные слои. В качестве образца был выбран транзистор с высокой подвижностью электронов (High Electron Mobility Transistor, HEMT) на базе GaAs. Такие транзисторы являются одним из наиболее широко используемых приборов современной сверхвысокочастотной (СВЧ) электроники [69,70]. Эта часть работы включала в себя вольт-емкостное исследование контакта эпитаксиальных слоев каждого из полупроводниковых материалов, составляющих гетероструктуру, с электролитом, необходимое для определения области напряжений, в которой отсутствует влияние электронных состояний на CV-характеристику. Далее следовало получение ECV-профиля изучаемой НЕМТ-гетероструктуры, а также применение просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС) и

локальной катодолюминесценции (КЛ), в результате составивших комплекс взаимодополняющих экспериментальных методов. Такое комплексное исследование наглядно показало, что полученный при ЕСУ-профилировании эффективный профиль распределения заряда по структуре кардинально отличается от реального профиля, что необходимо учитывать при характеризации новых транзисторных структур.

Стоит заметить, что, несмотря на то, что основную часть диссертации составляют исследования эпитаксиальных слоев Ш-нитридов, в качестве объекта для изучения в заключительной части работы была выбрана гетероструктура на основе ваАз. Это обусловлено тем, что для корректного расчета распределения заряда в Ш-нитридной гетероструктуре необходимо учитывать пьезоэффект, вызванный рассогласованием постоянных решетки в слоях, составляющих структуру [71]. Однако учет пьезоэффекта в ряде случаев оказывается проблематичным, так как требует знания степени пластической релаксации в каждом слое гетероструктуры [71], получение которого является не тривиальной задачей. Поэтому в качестве объекта исследования в заключительной части диссертации была выбрана гетероструктура на основе ОаАв, в которой пьезоэффект отсутствует.

Актуальность представляемой работы определяется следующими факторами:

• Емкостные измерения контакта электролит-полупроводник в настоящее время активно используются при изучении широкого спектра полупроводниковых материалов и гетероструктур. В данной диссертации содержатся примеры корректной трактовки результатов экспериментов в случаях наличия состояний, локализованных на границе раздела и присутствия квантово-механических эффектов;

• В качестве объектов для изучения в данной диссертации выбраны вызывающие в настоящее время значительный интерес эпитаксиальные слои нитридов индия и галлия, а также их твердые растворы и такой

широко используемый в современной электронике прибор, как НЕМТ-транзистор на основе арсенида галлия.

Научная новизна диссертации определяется тем, что в рамках нее:

• с помощью численного решения самосогласованной системы уравнений Шредингера и Пуассона рассчитаны СУ-характеристики барьера Шоттки на вырожденном полупроводнике п-типа в области аккумуляции электронов с учетом квантово-механических эффектов;

• обнаружены электронные состояния, локализованные на границе раздела водный раствор ШОН -п-ШЧ, -п-1пОаЫ и -п-ОаИ и оценены их параметры; экспериментально показано, что состояния на границе раздела водный раствор №ОН -п-1пСаЫ и -п-ОаМ связаны с наличием гидроксильной группы в электролите;

• впервые проведено КРЫ-исследование (сканирующая Кельвин-зонд-микроскопия) поверхности исходных и подвергнутых анодному оксидированию эпитаксиальных слоев п-1п!Ч, а также оценена величина работы выхода из анодного окисла на поверхности нитрида индия;

• развита методика определения профиля распределения концентрации свободных носителей заряда по сложной многослойной гетероструктуре, содержащей сильно легированные и квантово-размерные слои.

Результатом диссертационной работы являются следующие основные положения:

1. Рост дифференциальной емкости системы электролит-полупроводник или МДП-структуры на вырожденном полупроводнике п-типа с квантово-размерным аккумулирующим слоем без поверхностных состояний при увеличении аккумуляции электронов характеризуется монотонным уменьшением производной емкости по напряжению,

также как и в случае структуры с классическим аккумулирующим слоем. При этом проникновение волновых функций аккумулированных носителей в промежуточный изолирующий слой может привести к возрастанию емкости до величин, превышающих значения, полученные в классическом приближении.

2. Поверхностные состояния, существующие на границе раздела контакта водный раствор ИаОН - п-1пЫ, значительно влияют на вольт-фарадные характеристики данной системы. Энергетическое распределение этих состояний вблизи дна зоны проводимости (Ес) в диапазоне энергий (Ес - 0.16 эВ) (Ес + 0.2 эВ) может быть приближенно описано функцией Гаусса с дисперсией ~0.1 эВ, максимум которой лежит в диапазоне (1.2 1.4)-1012 см^-эВ"1 и находится примерно на 0.16 эВ ниже дна зоны проводимости. Характеристическое время перезарядки этих состояний меньше 10"4 с.

3. Средний электростатический потенциал окисленной поверхности п-1пК выше, чем исходной. При этом увеличение толщины анодного окисла до ~5 нм приводит к уменьшению аккумуляции электронов, т.е. увеличению энергии дна зоны проводимости на поверхности п-1пИ относительно уровня Ферми на ~0.1эВ. Работа выхода электронов из этого окисла, образовавшегося при анодном оксидировании п-ШЧ в водном растворе №ОН, меньше 5 эВ.

4. На границе раздела водного раствора 1МаОН с п-ваИ и п-1пхОа!^ (х~0.15) существуют электронные состояния, энергетические уровни которых лежат в верхней половине запрещенной зоны полупроводника. Плотность и характеристическое время перезарядки этих состояний увеличиваются при смещении их энергии вглубь запрещенной зоны. Для границы раздела п-ваК - 0.2М раствор №ОН в диапазоне энергий, лежащих на 0.15 - 0.3 эВ ниже дна зоны проводимости, плотность

состояний с характеристическим временем перезарядки 10"4-Ч0"2с находится в диапазоне 1012+-2-1013 см^эВ"1.

5. Электрохимическое вольт-емкостное профилирование сложных гетероструктур с квантово-размерными слоями должно сопровождаться численным моделированием результатов. В этом случае оно может успешно использоваться для получения информации о геометрических и электронных параметрах многослойных структур. В частности, указанный метод позволяет рассчитывать профиль распределения концентрации носителей заряда в канале ОаАБ-НЕМТ-структуры и прилегающих к нему слоях, а также энергетическое и пространственное положение уровней размерного квантования в ней.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Рудинский, Михаил Эдуардович

Основные результаты и выводы работы:

1. В процессе работы было создано программное обеспечение CV Simulator, которое позволяет моделировать CV-характеристики контактов электролит-полупроводник, МДП-структур и диодов Шоттки на основе полупроводниковых гетероструктур с учетом квантово-механических эффектов и поверхностных состояний.

2. Получено аналитическое выражение для классической CV-характеристики диода Шоттки на однородно легированном вырожденном полупроводнике в приближении низких температур. Данное выражение может быть использовано для определения корректности выбранного при расчетах расстояния от поверхности структуры, на котором выполняется граничное условие равенства нулю электрического поля.

3. Рост дифференциальной емкости системы электролит-полупроводник или МДП-структуры на вырожденном полупроводнике n-типа с квантово-размерным аккумулирующим слоем без поверхностных состояний при увеличении аккумуляции электронов характеризуется монотонным уменьшением производной емкости по напряжению, также как и в случае структуры с классическим аккумулирующим слоем. При этом проникновение волновых функций аккумулированных носителей в промежуточный изолирующий слой может привести к возрастанию емкости до величин, превышающих значения, полученные в классическом приближении.

4. Вольт-фарадные характеристики системы электролит - n-InN в области вблизи напряжения плоских зон и обеднения свидетельствуют о существовании на границе раздела поверхностных состояний, энергетическое распределение которых может быть приближенно описано хвостом функции Гаусса. При этом максимум функции Гаусса

12 2 1 лежит в диапазоне (1.2 -И .4)-10 см" eV" и находится примерно на 0.16 эВ ниже дна зоны проводимости, а дисперсия составляет ~0.1 эВ.

5. Впадинам на поверхности исходных слоев n-InN, соответствует уменьшение электростатического потенциала на несколько мВ, тогда как на поверхности, подвергнутой анодному окислению с толщиной окисла -5 нм, такое соответствие в заметном числе случаев нарушается. Причиной этого несоответствия, по-видимому, являются флуктуации заряда в окисле.

6. При увеличении толщины анодного окисла наблюдается заметное увеличение энергии дна зоны проводимости на поверхности n-InN.

7. Средний потенциал окисленной поверхности (толщина окисла не менее 5 нм) выше, чем исходной, и положителен относительно потенциала зонда СКЗМ, покрытого слоем Co/Cr, что свидетельствует о том, что работа выхода электронов из анодного окисла, образовавшегося на поверхности InN при его анодном оксидировании в водном растворе гидроксида натрия с добавлением трилона Б, меньше 5 эВ.

8. На границе раздела 0.2 М водного раствора NaOH с n-GaN и n-InxGaixN (х~0.15) обнаружены электронные состояния, энергетические уровни которых лежат в верхней половине запрещенной зоны полупроводника. Плотность и характеристическое время перезарядки этих состояний увеличиваются при смещении их энергии вглубь запрещенной зоны. Предполагается, что обнаруженные состояния связаны с адсорбцией гидроксильной группы на поверхности нитрида галлия.

9. Для границы раздела n-GaN - 0.2 М раствор NaOH в диапазоне энергий, лежащих на 0.15 - 0.3 эВ ниже дна зоны проводимости, плотность и характеристическое время перезарядки состояний, дающих заметный вклад в дифференциальные емкость и проводимость системы электролит - полупроводник при частотах зондирующего напряжения 0.3 - 1 кГц, находятся соответственно в диапазонах 1012+-2Т013 см^эВ"1 и 10"4-И0"2 с.

10.В рамках диссертации развита методика определения реального профиля распределения концентрации свободных носителей заряда по сложной многослойной гетероструктуре на основе ОаАБ, содержащей сильно легированные и квантово-размерные слои.

11. Приведенные в диссертации результаты показывают, что электрохимическое вольт-емкостное профилирование сложных гетероструктур с квантово-размерными слоями должно сопровождаться численным моделированием результатов на основе самосогласованного решения одномерных уравнений Шредингера и Пуассона. В этом случае оно может успешно использоваться для получения информации о геометрических и электронных параметрах многослойных структур.

12. Интерпретация эффективного (экспериментального) профиля распределения заряда по структуре с квантово-размерными слоями, как реально существующего, может привести к ошибочным выводам относительно положения областей накопления заряда в такой структуре.

13.В данной диссертации содержатся примеры корректной трактовки результатов экспериментов в основных случаях, когда классический метод обработки данных, полученных в ходе емкостных измерений контакта электролит-полупроводник, может приводить к ошибкам:

• наличие состояний, локализованных на границе раздела , электролит - исследуемая структура;

• присутствие квантово-механических эффектов;

• изменение толщины диэлектрического слоя в процессе эксперимента.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рудинский, Михаил Эдуардович, 2013 год

Литература

[1] F. Braun. Uber die Stromleitung durch Schwefelmetalle // Ann. Phy. Chem. 1874. Vol. 153. P. 556.

[2] J.C. Bose. 1904.

[3] A.H. Wilson. The theory of electronic semiconductors // Proc. R. Soc. Lond. Ser. A. 1931. Vol. 133. P. 458.

[4] W. Schottky. Halbleitertheorie der Sperrschicht // Naturwissenschaften. 1938. Vol. 26. P. 843.

[5] С. Зи. Физика полупроводниковых приборов / Под ред. P.A. Сурис. Москва: "Мир", 1984. Т. 1.

[6] Н. Helmholtz // Annalen der Physik und Chemie. 1853. Vol. 165. Pp. 211233.

[7] L.G. Gouy // Comptes rendus hebdomadaires des seances de l'Academie des sciences. 1909. Vol. 149. Pp. 654-657. -

[8] L.G. Gouy// Journal de Physique Theorique et Appliquee. 1910. Vol. 9. Pp. 457-468.

[9] D.L. Chapman // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1913. Vol. 25. Pp. 475-481.

[10] O.Stern// Zeitschrift fur Elektrochemie and angewandte physikalische Chemie. 1924. Vol. 30. Pp. 508-516.

[11] E.H. Nicollian, A. Goetzberger. MOS conductance technique for measuring surface state parameters // Appl. Phys. Lett. 1965. Vol. 7. Pp. 216-219.

[12] P. Blood. Capacitance-voltage profiling and the characterisation of III-V semiconductors using electrolyte barriers// Sernicond. Sei. Technol. 1986. Vol. 1. Pp. 7-27.

[13] T. Ambridge, C.R. Elliott, M.M. Faktor. The electrochemical characterization of n-type gallium arsenide // Journal of Applied Electrochemistry. 1973. Vol. З.Рр. 1-15.

[14] В. А. Мямлин, Ю.В. Плесков. Электрохимия полупроводников. Москва: "Наука", 1965.

[15] П.П. Коноров, A.M. Яфясов. Физика поверхности полупроводниковых электродов. Санкт-Петербург: Изд. С.-Петербургского университета, 2003.

[16] Т. Ambridge, М. М. Faktor. An automatic carrier concentration profile plotter using an electrochemical technique // Journal of Applied Electrochemistry. 1975. Vol. 5. Pp. 319-328.

[17] T. Ambridge, J.L. Stevenson, R.M. Redstall. Applications of electrochemical methods for semiconductor characterization// Journal of the Electrochemical Society. 1980. Vol. 127. Pp. 222-228.

[18] M. Faktor, T. Ambridge, E.G. Bremner. 1977.

[19] Y. Zhang, B. Chang, Z. Yang et al. Annealing study of carrier concentration in gradient-doped GaAs/GaAlAs epilayers grown by molecular beam epitaxy // Applied Optics. 2009. Vol. 48. P. 1715.

[20] M. Kaniewska, I. Slomka. C-V profiling of GaAs using electrolyte barriers // Cryst. Res. Technol. 2001. Vol. 36. Pp. 1113-1118.

[21] T. Clarysse, G.Brammertz, D.Vanhaeren et al. Accurate carrier profiling of n-type GaAs junctions // Materials Science in Semiconductor Processing. 2008. Vol. 11. P. 259-266.

[22] R. Kinder, A. Nemcsics, R. Harman et al. Carrier profiling of a heterojunction bipolar transistor and p-i-n photodiode structures by electrochemical C-V technique //phys. stat. sol. (a). 1999. Vol. 175. P. 631.

[23] M.K. Hudait, Y. Lin, P.M. Sinha et al. Carrier compensation and scattering mechanisms in Si-doped InAsP layers grown on InP substrates using intermediate InAsP step-graded buffers // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 100. 063705.

[24] R.J. Walters, M.J. Romero, D. Araujo et al. Detailed defect study in proton irradiated InP/Si solar cells // J. Appl. Phys. 1999. Vol. 86. Pp. 3584-3589.

[25] E.A. DeCuir, E. Fred, B.S. Passmore et al. Near-infrared wavelength intersubband transitions in GaN/AIN short period superlattices // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. 151112.

[26] A. Knubel, V.M. Polyakov, L. Kirste, R. Aidam. Nonuniformity of electron density in In-rich InGaN films deduced from electrolyte capacitance-voltage profiling // Appl. Phys. Lett. 2010. Vol. 96. 082106.

[27] X. Wang, S.-B. Che, Y. Ishitani, A. Yoshikawa. Systematic study on p-type doping control of InN with different Mg concentrations in both In and N polarities // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91.

[28] J.W.L. Yim, R.E. Jones, K.M. Yu et al. Effects of surface states on electrical characteristics of InN and Inl-xGaxN // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 76.

[29] A. Yoshikawa, X. Wang, Y. Ishitani, A. Uedono. Recent advances and challenges for successful p-type control of InN films with Mg acceptor doping by molecular beam epitaxy // phys. stat. sol. (a). 2010. Vol. 207. P. 1011-1023.

[30] S.S. Kocha, M.W. Peterson, D.J. Arent etal. Electrochemical investigation of the gallium nitride-aqueous electrolyte interface// J. Electrochem. Soc. 1995. Vol. 142.

[31] Y.-S. Lu, C.-C. Huang, J.A. Yeh et al. InN-based anion selective sensors in aqueous solutions // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91.

[32] J.D. Beach, R.T. Collins, J.A. Turner. Band-edge potentials of n-type and p-type GaN // J. Electrochem. Soc. 2003. Vol. 150. Pp. A899-A904.

[33] J. Wu. When group-Ill nitrides go infrared: New properties and perspectives // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 106.

[34] Y.S. Lu, C.L. Ho, J.A. Yeh et al. Anion detection using ultrathin InN ion selective field effect transistors // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92.

[35] B. Sell, C. Gatzke, J.M. Fernandez. Electrochemical capacitance-voltage profiling of heterostructures using small contact areas // Semicond. Sci. Technol. 1998. Vol. 13. P. 423^127.

[36] В. Passmore, J. Liang, D. Zhuang et al. A voltage-tunable two-color InGaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetector // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2007. Vol. 959.

[37] E.A. DeCuir, E. Fred, O. Manasreh et al. Near infrared intersubband absorption in cubic GaN/AIN superlattices // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2008. Vol. 1055.

[38] S. Li, G. Fan, H. Sun, S. Zheng. The influence of thermal annealing to the characteristics of AlGalnP/GalnP multiple quantum wells light-emitting diode wafers // Microelectronics Journal. 2008. Vol. 39. P. 70-73.

[39] J. Liu, N. Kong, L. Li et al. High resistance AlGaAs/GaAs quantum cascade detectors grown by solid source molecular beam epitaxy operating above liquid nitrogen temperature // Semicond. Sci. Technol. 2010. Vol. 25. 075011.

[40] S. Slivken, M. Razeghi. Development of quantum cascade lasers for high peak output power and low threshold current density // Solid-State Electronics. 2002. Vol. 46. P. 1531-1534.

[41] H. Kroemer, W.Y. Chien, J.C. Harris, D.D. Edwall. Measurements of isotype heterosjunction barriers by C-V profiling // Appl.Phys.Lett. 1980. Vol. 36. Pp. 295-297.

[42] R. People, K.W. Wecht, K. Alavi, A.Y. Cho. Measurement of the conduction-band discontinuity of molecular beam epitaxial grown In0.52A10.48As/In0.53Ga0.47As, N-n heteroj unction by C-V profiling // Appl.Phys.Lett. 1983. Vol. 43. Pp. 118-120.

[43] В.Я. Алешкин, E.B. Демидов, Б.Н. Звонков и др. Исследование квантовых ям C-V методом // ФТП. 1991. Т. 25. С. 1047.

[44] К. Kreher. Capacitance-voltage characteristics of a quantum well within a Schottky layer// Phys. Status Solidi A. 1993. Vol. 135. P. 597.

[45] L. Colakerol, T.D. Veal, H.-K. Jeong et al. Quantized electron accumulation states in indium nitride studied by angle-resolved photoemission spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 97.

[46] Н.А. Прима, А.В. Саченко. Квантовые эффекты в емкости пространственного заряда полупроводников // ФТП. 1986. Т. 15. С. 22402245.

[47] S.X. Li, К.М. Yu, J. Wu et al. Fermi-level stabilization energy in group III nitrides // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 71.

[48] H. Lu, W.J. Schaff, L.F. Eastman, C.E. Stutz. Surface charge accumulation of InN films grown by molecular-beam epitaxy// Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 82. Pp. 1736-1738.

[49] J.-S. Jang. High output power GaN-based light-emitting diodes using an electrically reverse-connected p-Schottky diode and p-InGaN-GaN superlattice // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93.

[50] J.-H. Lee, J.-H. Lee. Enhanced performance of GaN-based light emitting diode with isoelectronic A1 doping layer // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 105.

[51] S.-H. Han, C.-Y. Cho, S.-J. Lee et al. Effect of Mg doping in the barrier of InGaN/GaN multiple quantum well on optical power of light-emitting diodes // Appl. Phys. Lett. 2010. Vol. 96.

[52] S. Tripathy, Т.Е. Sale, A. Dadgar et al. GaN-based microdisk light emitting diodes on (1 ll)-oriented nanosilicon-on-insulator templates // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 104.

[53] C.-C. Kao, Y.C. Peng, H.H. Yao et al. Fabrication and performance of blue GaN-based vertical-cavity surface emitting laser employing AIN/GaN and Ta205/Si02 distributed Bragg reflector // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 87.

[54] S.-N. Lee, S.Y. Cho, H.Y. Ryu et al. High-power GaN-based blue-violet laser diodes with AlGaN/GaN multiquantum barriers // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88.

[55] H. Zhao, R.A. Arif, N. Tansu. Self-consistent gain analysis of type-II 'W' InGaN-GaNAs quantum well lasers // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 104.

[56] S. Rajan, A. Chini, M.H. Wong et al. N-polar GaN/AlGaN/GaN high electron mobility transistors // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 102.

[57] A.M. Dabiran, A.M. Wowchak, A. Osinsky et al. Very high channel conductivity in low-defect AIN/GaN high electron mobility transistor structures // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93.

[58] C.Y. Chang, S.J. Pearton, C.F. Lo et al. Development of enhancement mode AIN/GaN high electron mobility transistors // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 94.

[59] Z. Chen, Y. Pei, S. Newman et al. Growth of AlGaN/GaN heterojunction field effect transistors on semi-insulating GaN using an AlGaN interlayer // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 94.

[60] K.H. Lee, P.C. Chang, S.J. Chang et al. AlGaN/GaN high electron mobility transistors based on InGaN/GaN multiquantum-well structures // Appl. Phys. Lett. 2010. Vol. 96.

[61] B.S. Kang, F.Ren, L.Wang et al. Electrical detection of immobilized proteins with ungated AlGaN/GaN high-electron-mobility transistors // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 87.

[62] J.-S. Moon, N. Prokopuk, K.-A. Son. GaN-based sensor nodes for in situ detection of gases. 2008.

[63] B.S. Kang, S.J. Pearton, J.J. Chen et al. Electrical detection of deoxyribonucleic acid hybridization with AlGaN/GaN high electron mobility transistors // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89.

[64] B.S. Kang, H.T. Wang, F. Ren, S.J. Pearton. Electrical detection of biomaterials using AlGaN/GaN high electron mobility transistors // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 104.

[65] B.H. Chu, B.S. Kang, S.C. Hung et al. Aluminum gallium nitride (AlGaN)/GaN high electron mobility transistor-based sensors for glucose detection in exhaled breath condensate // Journal of Diabetes Science and Technology. 2010. Vol. 4. Pp. 171-179.

[66] T. Wolff, M. Rapp, T. Rotter. Electrochemical etching and CV-profiling of GaN //phys. stat. sol. (a). 2004. Vol. 201. P. 2067-2075.

[67] Т. Wolff, М. Rapp, Т. Rotter. Automated electrochemical CV profiling of LED structures on wafer scale // phys. stat. sol. (c). 2004. Vol. 1. P. 2417-2420.

[68] M. Ohkubo. Photo-assisted anodic etching of GaN films in NaOH electrolyte with CI ions// Materials Science and Engineering: B. 1999. Vol. 59. P. 355-357.

[69] Г.Б. Галиев, И.С. Васильевский, E.A. Климов и др. Влияние температуры роста спейсерного слоя на подвижность двумерного электронного газа в РНЕМТ-структурах // ФТП. 2006. Т. 40. С. 1479-1483.

[70] А.Ю. Егоров, А.Г. Гладышев, Е.В. Никитина и др. Двухканальные псевдоморфные НЕМТ-гетероструктуры InGaAs/AlGaAs/GaAs с импульсным легированием // ФТП. 2010. Т. 44. С. 950-954.

[71] М. Zervos, A. Kostopoulos, G. Constantinidis et al. Investigation into the charge distribution and barrier profile tailoring in AlGaN/GaN double heterostructures by self-consistent Poisson-Schrodinger calculations and capacitance-voltage profiling// J. Appl. Phys. 2002. Vol.91, no. 7. Pp. 43874393.

[72] P.D.C. King, T.D. Veal, C.F. McConville. Nonparabolic coupled Poisson-Schrodinger solutions for quantized electron accumulation layers: Band bending, charge profile, and subbands at InN surfaces // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77.

[73] I. Mahboob, T.D. Veal, C.F. McConville et al. Intrinsic electron accumulation at clean InN surfaces // Phys. Rev. Lett. Jan 2004. Vol. 92. P. 036804.

[74] V. Noguchi, K. Hirakawa, T. Ikoma. Intrinsic electron accumulation layers on reconstructed clean InAs(100) surfaces// Phys. Rev. Lett. Apr 1991. Vol. 66. Pp. 2243-2246.

[75] H. Luth. Surfaces and interfaces of solid materials. Berlin: Springer, 1998. P. 376.

[76] Г.В. Бенеманская, C.H. Тимошнев. Аккумуляционные зарядовые слои на поверхности полупроводников // Окно в МикроМир. 2008. Т. 10. С. 5-10.

[77] A.B. Fowler, F.F. Fang, W.E. Howard, P.J. Stiles. Magneto-oscillatory conductance in silicon surfaces// Phys. Rev. Lett. May 1966. Vol. 16. Pp. 901903.

[78] В.И. Зубков. Диагностика гетероструктур с квантовыми ямами InGaAs/GaAs методом вольт-фарадных характеристик: разрывы зон, уровни квантования, волновые функции // ФТП. 2007. Т. 41, № 3. С. 331-337.

[79] А.Н. Петровская, В.И. Зубков. Вольт-фарадные измерения гетероструктур с квантовыми ямами InGaAs/GaAs в диапазоне температур от 10 до 320 К // ФТП. 2009. Т. 43, № ю. С. 1368-1373.

[80] В.И. Зубков. Моделирование вольт-фарадных характеристик гетероструктур с квантовыми ямами с помощью самосогласованного решения уравнений Шредингера и Пуассона// ФТП. 2006. Т. 40, №10. С. 1236-1240.

[81] V.I. Zubkov, М.А. Melnik, A.V. Solomonov et al. Determination of band offsets in strained InGaAs/GaAs quantum wells by capacitance-voltage profiling and Schrodinger-Poisson self-consistent simulation// Phys. Rev. B. 2004. Vol. 70. 075312.

[82] P.N. Brounkov, T. Benyattou, G. Guillot. Simulation of the capacitance-voltage characteristics of a single-quantum-well structure based on the self-consistent solution of the Schrodinger and Poisson equations // J. Appl. Phys. 1996. Vol. 80. P. 864.

[83] J. Arias, I. Esquivias, E.C. Larkins et al. Determination of the band offset and the characteristic interdiffusion length in quantum-well lasers using a capacitance-voltage technique // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77, no. 6. Pp. 776778.

[84] П.Н. Брунков, С.О.Усов, Ю.Г.Мусихин и др. Определение профиля распределения концентрации носителей заряда в слабосвязанных сверхрешетках GaAs / AlGaAs // ФТП. 2004. Т. 38, № 4. С. 469-472.

[85] V.K. Dixit, S.D. Singh, S. Porwal et al. Determination of band offsets in strained InAs(x)P(l-x)/InP quantum well by capacitance-voltage profile and photo luminescence spectroscopy // J. Appl. Phys. 2011. Vol. 109. 083702.

[86] П.Н. Брунков, A.A. Суворова, H.A. Берт и др. Вольт-емкостное профилирование барьеров Шоттки Au / n-GaAs, содержащих слой самоорганизованных квантовых точек InAs// ФТП. 1998. Т. 32, №10. С.1229-1234.

[87] F. Stern, S. Das Sarma. Electron energy levels in GaAs/GaAlAs heterojunctions //Phys. Rev. B. Jul 1984. Vol. 30. Pp. 840-848.

[88] T. Ando. Self-consistent results for a GaAs/AlGaAs heterojunction. 1. Subband structure and light-scattering spectra// J. Phys. Soc. Jpn. 1982. Vol. 51. P. 3893.

[89] Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц. Квантовая механика (релятивисткая теория). Москва: ФизМатГИЗ, 1963.

[90] M.J. Kelly. Low-dimensional semiconductors: materials, physics, technology, devices. Oxford: Oxford University Press, 1995.

[91] G. Bastard. Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures. Les Ulis Cedex, France: Les Edotions de Physique, 1990.

[92] D. Bednarczyk, J. Bednarczyk. The approximation of the Fermi-Dirac integral // Physics Lett. 1978. Vol. 64 A. P. 409.

[93] Л.Д. Ландау, Е.М.Лифшиц. Электродинамика сплошных сред. Москва: ФизМатГИЗ, 1982.

[94] Н.К. Gummel, D.L. Scharfetter. Depletion-layer capacitance of p+-n step junction // J.Appl.Phys. 1967. Vol. 38. Pp. 2148-2153.

[95] W.C. Johnson, P.T. Panousis. The influence of Debay length on the C-V measurements of doping profile// IEEE Trans. Electron Dev. Vol. 18, no. 10. Pp. 965-973.

[96] Б.П. Демидович, И.А. Марон. Основы вычислительной математики. Москва: Наука, 1966.

[97] Н.С. Бахвалов. Численные методы (анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения). Москва: Наука, 1975.

[98] В.И. Косарев. 12 лекций по вычислительной математике. Москва: Издательство МФТИ, 2000.

[99] В.М. Вержбицкий. Численные методы: Линейная алгебра и нелинейные уравнения. Москва: Высшая школа, 2000. С. 268.

[100] Л.Д. Ландау, Е.М.Лифшиц. Квантовая механика (нерелятивисткая теория). Москва: ФизМатГИЗ, 1969.

[101] N. Dietz, М. Alevli, R. Atalay et al. The influence of substrate polarity on the structural quality of InN layers grown by high-pressure chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92. 041911.

[102] S. Ruffenach, M. Moret, O. Briot, B. Gil. Ammonia: A source of hydrogen dopant for InN layers grown by metal organic vapor phase epitaxy // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95.042102.

[103] W.Liu, R.J.N.Tan, C.B.Soh, S.J.Chua. The effects of cap layers on electrical properties of indium nitride films// Appl. Phys. Lett. 2010. Vol.97. 042110.

[104] В.Ю. Давыдов, А.А. Клочихин. Электронные и колебательные состояния InN и твердых растворов InGaN // ФТП. 2004. Т. 38. С. 897-936.

[105] J. Wu, W. Walukiewicz, К.М. Yu et al. Unusual properties of the fundamental band gap of InN // Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 80.

[106] T.D. Veal, I. Mahboob, L.F.J. Piper, C.F. McConville. Indium nitride: Evidence of electron accumulation // J. Vac. Sci. Technol. B. 2004. Vol. 22.

[107] L.F.J. Piper, T.D. Veal, I. Mahboob et al. Temperature invariance of InN electron accumulation // Phys. Rev. B. 2004. Vol. 70. P. 115333.

[108] T.D. Veal, L.F.J. Piper, M.R. Phillips et al. Scanning tunnelling spectroscopy of quantized electron accumulation at InGaN surfaces // phys. stat. sol. (a). 2006. Vol. 203, no. 1. Pp. 85-92.

[109] Indium nitride and related alloys / Ed. by T.D. Veal, C.F. McConville, W.J. Shaff. CRC Press, 2010.

[110] W. Walukiewicz, J.W. Ager III, K.M. Yu et al. Structure and electronic properties of InN and In-rich group Ill-nitride alloys // Journal of Physics D: Applied Physics. 2006. Vol. 39, no. 5. P. R83.

[111] A.A. Klochikhin, V.Yu. Davydov, I.Yu. Strashkova et al. Band bending of n-InN epilayers and exact solution of the classical Thomas-Fermi equation // phys. stat. sol. (RRL). 2007. Vol. 1. P. 159-161.

[112] C.B. Duke. Optical absorption due to space-charge-induced localized states // Phys. Rev. 1967. Vol. 159. Pp. 632-644.

[113] J.A. Appelbaum, G.A. Baraff. Effect of magnetic field on the energy of surface bound states // Phys. Rev. B. 1971. Vol. 4. Pp. 1235-1245.

[114] G.A. Baraff, J.A. Appelbaum. Effect of electric and magnetic fields on the self-consistent potential at the surface of a degenerate semiconductor // Phys. Rev. B. 1972. Vol. 5. Pp. 475-497.

[115] A.A. Klochikhin, V.Yu. Davydov, Yu. Strashkova, S. Gwo. Classical and quantum solutions of the planar accumulation layer problem within the parabolic effective-mass approximation // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 76. P. 235325.

[116] Теория неоднородного электронного газа/ Под ред. С. Лундквист, Н. Марч. Москва: "Мир", 1987.

[117] D.H. Ehlers, D.L. Mills. Self-consistent calculations of depletion- and accumulation-layer profiles in n-type GaAs // Phys. Rev. B. 1986. Vol. 34, no. 6.

[118] A.A. Клочихин, И.Ю. Страшкова. Квантовое решение задачи аккумуляционного слоя n-InN // ФТП. 2009. Т. 43, № 6. С. 789-793.

[119] Н. Ubensee, G. Paasch, J.-P. Zollner. Modified Thomas-Fermi theory for depletion and accumulation layers in n-type GaAs // Phys. Rev. B. 1989. Vol. 39, no. 3.P. 1955.

[120] D. Segev, C.G. Van de Walle. Electronic structure of nitride surfaces// J. Cryst. Growth. 2007. Vol. 300. Pp. 199-203.

[121] C.G. Van de Walle, D. Segev. Microscopic origins of surface states on nitride surfaces // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. 081704.

[122] J. Wu, W. Walukiewicz, W. Shan et al. Effects of the narrow band gap on the properties of InN // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 66. 201403.

[123] S.V Ivanov, T.V Shubina, V.N Jmerik etal. Plasma-assisted MBE growth and characterization of InN on sapphire// J. Crystal Growth. 2004. Vol. 269. Pp. 1-9.

[124] A. Denisenko, C. Pietzka, A. Chuvilin etal. Depletion of surface accumulation charge in InN by anodic oxidation// J. Appl. Phys. 2009. Vol. 105. 033702.

[125] N.J. Watkins, G.W. Wicks, Y. Gao. Oxidation study of GaN using X-ray photoemission spectroscopy // Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 75. P. 2602.

[126] D.J. Fu, T.W. Kang, Sh.U. Yuldashev et al. Effect of photoelectrochemical oxidation on properties of GaN epilayers grown by molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. P. 1309.

[127] V. Lebedev, F.M. Morales, H. Romanus etal. The role of Si as surfactant and donor in molecular-beam epitaxy of A1N// J. Appl. Phys. 2005. Vol.98. 093508.

[128] V. Lebedev, F.M. Morales, M.Fischer etal. Nanocrystalline AlN:Si field emission arrays for vacuum electronics// Phys. Status Solidi A. 2006. Vol. 203. Pp. 1839-1844.

[129] V. Cimalla, M. Niebelschutz, G. Ecke etal. Surface band bending at nominally undoped and Mg-doped InN by Auger Electron Spectroscopy // Phys. Status Solidi A. 2006. Vol. 203. Pp. 59-65.

[130] H. Lu, W.J. Schaff, L.F. Eastman. Surface chemical modification of InN for sensor applications // J. Appl. Phys. 2004. Vol. 96. P. 3577.

[131] Y.-S. Lin, S.-H. Koa, C.-Y. Chan etal. High current density InN/AIN heterojunction field-effect transistor with a SiNx gate dielectric layer // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. 142111.

[132] V. Cimalla, V. Lebedev, Ch.Y. Wang et al. Reduced surface electron accumulation at InN films by ozone induced oxidation // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. 152106.

[133] V. Lebedev, Ch.Y. Wang, V. Cimalla et al. Effect of surface oxidation on electron transport in InN thin films // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. 123705.

[134] G. Ecke, Ch.Y. Wang, V. Cimalla, O. Ambacher. Ozone and UV assisted oxidation of InN surfaces // Phys. stat. sol. (c). 2008. Vol. 5. Pp. 1603-1605.

[135] N. Asai, Y. Inoue, H. Sugimura, O. Takai. Electrochromic reaction of InN thin films // J. Electrochem. Soc. 1999. Vol. 146. P. 2365.

[136] Y. Martin, D.W. Abraham, H.K. Wickramasinghe. High-resolution capacitance measurement and potentiometry by force microscopy// Appl. Phys. Lett. 1988. Vol. 52. P. 1103.

[137] M. Nonnenmacher, M.P. O'Boyle, H.K. Wickramasinghe. Kelvin probe force microscopy // Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 58. P. 2921.

[138] B.S. Simpkins, D.M. Schaadt, E.T. Yu, R.J. Molnar. Scanning Kelvin probe microscopy of surface electronic structure in GaN grown by hydride vapor phase epitaxy // J. Appl. Phys. 2002. Vol. 91. P. 9924.

[139] D. Ziegler, A. Stemmer. Force gradient sensitive detection in lift-mode Kelvin probe force microscopy // Nanotechnology. 2011. Vol. 22. 075501.

[140] S. Hudlet, M.St. Jean, B. Roulet et al. Electrostatic forces between metallic tip and semiconductor surfaces // J. Appl. Phys. 1995. Vol. 77. Pp. 3308-3314.

[141] S.-H. Wei, A. Zunger. Calculated natural band offsets of all II-VI and III-V semiconductors: Chemical trends and the role of cation d orbitals // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 72. P. 2011.

[142] W.S. Su, C.W. Lu, Y.F. Chen et al. Light induced electrostatic force spectroscopy: Application to local electronic transitions in InN epifilms // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 99. 053518.

[143] K. Jakobi. The Landolt-Bornstein Database. 3.1.2.4 Work function data. http://www.springermaterials.com.

[144] M.E. Sharifabad, M.S.Z. Abidin, S.FA. Rahman et al. Gateless-FET pH sensor Sabricated on undoped AlGaN/GaN HEMT structure // Sains Malaysiana. 2011. Vol. 40. P. 267-273.

[145] C.E. Stutz, M. Mack, M.D. Bremser et al. Photoelectrochemical capacitance-voltage measurements in GaN // Journal of Electronic Materials. 1998. Vol. 27, no. 5. Pp. L26-L28.

[146] I.M. Huygens, K. Strubbe, W.P. Gomes. Electrochemistry and Photoetching of n-GaN // J. Electrochem. Soc. 2000. Vol. 147. Pp. 1797-1802.

[147] J.P. Long, V.M. Bermudez. Band bending and photoemission-induced surface photovoltages on clean n- and p-GaN (0001) surfaces// Phys. Rev. B. 2002. Vol. 66. 121308.

[148] C.I. Wu, A. Kahn, N. Taskar et al. GaN (0001)-(lxl) surfaces: Composition and electronic properties // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 83. P. 4249.

[149] M. Kocan, A. Rizzi, H. Luth et al. Surface potential at as-grown GaN(0001) MBE layers // Phys. Stat. Sol. (b). 2002. Vol. 234. Pp. 773-777.

[150] S.M. Widstrand, K.O. Magnusson, L.S.O. Johansson, M. Oshima. Angle-resolved photoemission from stoichiometric GaN(0001)-lxl // Surf. Sei. 2005. Vol. 584. Pp. 169-178.

[151] S.S. Dhesi, C.B. Stagarescu, K.E. Smith. Surface and bulk electronic structure of thin-film wurtzite GaN// Phys. Rev. B. 1997. Vol. 56. Pp. 1027110275.

[152] Y.-C. Chao, C.B. Stagarescu, J.E. Downes et al. Observation of highly dispersive surface states on GaN(0001)lxl // Phys. Rev. B. 1999. Vol. 59. P. R15586-R15589.

[153] F.-H. Wang, P. Kruger, J. Pollmann. Surface electronic structure of GaN(0001)-(lxl): comparison between theory and experiment// Surf. Sei. 2002. Vol. 499. Pp. 193-202.

[154] E.H. Nicollian, A. Goetzberger. The Si-Si02 interface -electrical properties as determined by the metal-insulator-silicon conductance technique // Syst. Techn. J. 1967. Vol. 46. Pp. 1055-1133.

[155] W.V. Lundin, A.E. Nikolaev, A.V. Sakharov et al. Single quantum well deep-green LEDs with buried InGaN/GaN short-period superlattice // J. Crystal Growth. 2011. Vol. 315. Pp. 267-271.

[156] S.Y. Wang, F. Haran, J. Simpson et al. Electrochemical capacitance-voltage profiling of n-type molecular beam epitaxy ZnSe layers // Appl. Phys. Lett. 1992. Vol. 60. P. 344.

[157] V. Gopal, E.-H. Chen, E.P. Kvam, J.M. Woodall. Electrochemical capacitance voltage profiling of the narrow band gap semiconductor InAs // J. Electron Materials. 2000. Vol. 29, no. 11. Pp. 1333-1339.

[158] B. Jogai. Self-consistent k-p band structure calculation for AlGaAs/InGaAs pseudomorphic high electron mobility transistors// J. Appl. Phys. 1994. Vol. 76. P. 2316.

[159] B. Jogai, C.E. Stutz. A comparison of electrochemical capacitance-voltage measurements with numerical simulations for pseudomorphic high electron mobility transistor structures // J. Appl. Phys. 1995. Vol. 78. P. 2531.

[160] K. Inoue, H. Sakaki, J. Yoshino, T. Hotta. Self-consistent calculation of electronic states in AlGaAs/GaAs/AlGaAs selectively doped double-heterojunction systems under electric fields // J. Appl. Phys. 1985. Vol. 58. P. 4277.

[161] Y.-S. Lin, S.-K. Liang, Y.-S. Lin. Performance of surface and gate-engineered AlGaAs/InGaAs pseudomorphic high-electron mobility transistors // J. Electrochem. Soc. 2009. Vol. 156. Pp. H401-H408.

[162] T. Mimura, S. Hiyamizu, T. Fujii, K. Nanbu. A new field-effect transistor with selectively doped GaAs/n-AlxGal-xAs heterojunctions// Jpn. J. Appl. Phys. 1980. Vol. 19. Pp. L225-L227.

[163] S. Hiyamizu, T. Mimura, T. Fujii, K. Nanb. High mobility of two-dimensional electrons at the GaAs/n-AlGaAs heterojunction interface // Appl. Phys. Lett. 1980. Vol. 37. P. 805.

[164] T.J. Drummond, R.Fischer, H. Morkoc, P.Miller. Influence of substrate temperature on the mobility of modulation-doped AlxGal-xAs/GaAs heterostructures grown by molecular beam epitaxy// Appl. Phys. Lett. 1982. Vol. 40. P. 430.

[165] T.J. Drummond, W. Kopp, R.E. Thorne et al. Influence of AlxGal-xAs buffer layers on the performance of modulation-doped field-effect transistors // Appl. Phys. Lett. 1982. Vol. 40. P. 879.

[166] B. Jogai. Charge transfer limitations in delta-doped AlGaAs/InGaAs pseudomorphic high electron mobility transistors// Appl. Phys. Lett. 1995. Vol. 66. P. 436.

[167] N. Pan, J. Carter, X.L. Zheng et al. Inverted pseudomorphic high electron mobility heterostructures by atmospheric pressure metalorganic chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 58. P. 71.

[168] X. Letartre, D. Stievenard, E. Barbier. Analytical calculation of the capacitance associated with a single quantum well located in a junction // J. Appl. Phys. 1991. Vol. 69. P. 7912.

[169] A.T.R. Briggs, J.P. Stagg. Series resistance effects in electrochemical carrier concentration profiling// Semicond. Sci. Technol. 1988. Vol.3, no. 5. P. 469.

[170] R.G. Wilson, F.A. Stevie, C.W. Magee. Secondary Ion Mass Spectrometry. A Practical Handbook for Depth Profiling and Bulk Impurity Analysis. Wiley, 1989.

[171] Z. Hens, W.P. Gomes. On the electrochemical impedance of InP and GaAs electrodes in indifferent electrolyte// Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. Vol. 1. Pp. 3607-3615.

[172] Z. Mazouz, L. Beji, J. Meddeb, H. Ben Ouada. Electrochemical characteristics of the n+ type GaAs substrate in HC1 electrolyte and the morphology of the obtained structure// Arabian Journal of Chemistry. 2011. Vol. 4. Pp. 473-479.

[173] Z. Hens, W.P. Gomes. On the electrochemical impedance of InP and GaAs ^ electrodes in indifferent electrolyte// Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. Vol. 1.

Pp. 3617-3625.

[174] E.A.B. Cole. Mathematical and numerical modelling of heterostructure semiconductor devices: From theory to programming. London: Springer-Verlag, 2009.

[175] E. Lach, A. Forchel, D.A. Broido et al. Room-temperature emission of highly excited GaAs/GaAlAs qyantum wells// Phys. Rev. B. 1990. Vol.42. Pp. 5395-5398.